PACSystems RSTi-EP odc.5: Możliwości komunikacyjne Emerson CPE100 + RSTi-EP

Jedną z głównych zalet jednostki centralnej Emerson CPE100, są jej możliwości komunikacyjne. Jest to szczególnie ważne przy tworzeniu rozproszonego systemu sterowania w oparciu o moduły RSTi-EP. Pozwala to projektantowi sieci na dużą swobodę w doborze standardu i protokołu komunikacyjnego.

Dobór ten jest kluczowym aspektem decydującym o architekturze sieci i często całego systemu.

 

Ten artykuł jest częścią cyklu o PACSystems RSTi-EP i Proficy Machine Edition.

W cyklu przedstawiamy kontroler CPE100, układ RSTi-EP I/O, ale przede wszystkim skupiamy się na konfiguracji i programowaniu w Proficy Machine Edtion.

W tych kilku artykułach pokażemy, że skonfigurowanie sterownika PLC może być proste, a poruszanie się w środowisku – intuicyjne. Opisujemy funkcje Proficy, które ułatwiają budowanie systemu sterowania.

Artykuły z cyklu „PACSystems RSTi-EP":

1. Poznaj kontroler i jego moduły rozszerzeń

3. Jak skonfigurować oprogramowanie Proficy Machine Edition do pracy z CPE100 i RSTi-EP I/O?

4. Jak wykryć urządzenia w sieci Profinet i połączyć się z kontrolerem w Proficy Machine Edition?

5. Możliwości komunikacyjne Emerson CPE100 + RSTi-EP

 

W tym artykule przeanalizujemy wszystkie warianty komunikacyjne zarówno jednostki CPE100, jak i modułów RSTi-EP, a także ich wzajemne konfiguracje.

-----------------------------------

 

Emerson CPE100 – jeden kontroler, wiele możliwości
Jednostka CPE100 powstała w głównej mierze z myślą o elastyczności, przede wszystkim w komunikacji. Jednostka została wyposażona w dwie karty sieciowe, z czego pierwsza posiada jedno złącze RJ45, natomiast druga aż trzy.

Pierwsza karta sieciowa umożliwia realizowanie komunikacji w protokołach: EDG, SRTP oraz Modbus TCP/IP. Druga, oprócz powyższych protokołów, posiada dodatkowo protokół Profinet. Oprócz dwóch kart sieciowych, CPE100 ma także wbudowany port szeregowy RS-232, do komunikacji Modbus RTU. Nie jest to jedyna możliwość skomunikowania urządzenia w standardach RS232 i RS485, ale o tym za chwilę.

Przeanalizujmy zatem poszczególne protokoły obsługiwane przez karty sieciowe:

• Profinet – nowoczesny protokół komunikacyjny, który w przemyśle znalazł zastosowanie głównie w komunikacji pomiędzy sterownikami PLC oraz modułami wejść/wyjść rozproszonych. Całość komunikacji oparta jest o przesył danych w różnych częstotliwościach. Opóźnienia w komunikacji zadawane przez kontroler są elastyczne i dynamiczne, aby jak najlepiej upłynnić przepływ danych w sieci.
• EGD (ang. Ethernet Global Data) – protokół zaprojektowany przez firmę GE. Opiera się on o jednostki produkujące dane (Producers) oraz jednostki konsumujące dane (Consumers). Komunikacja nie wymaga odpowiedzi na komunikaty, a pakiety danych identyfikowane są poprzez: ID producenta danych, ID wymiany danych oraz identyfikatora Ethernetu.
• Modbus TCP/IP – protokół komunikacyjny Modbus, jeden z najbardziej rozpowszechnionych protokołów komunikacyjnych w przemyśle. Modbus TCP/IP oparty jest o komunikację klient/serwer, na zasadzie konkretnych zapytań i odpowiedzi. Klient wysyła zapytanie w postaci ramki danych, w której zakodowany jest kod funkcyjny, adres urządzenia i zmienne/rejestry będące przedmiotem zapytania.
• SRTP – jest to protokół służący głównie do programowania sterowników za pośrednictwem portu LAN. Może być również wykorzystywany do komunikacji z urządzeniami wykonawczymi.

 

Moduły komunikacyjne Emerson RSTi-EP
Moduły RSTi-EP stanowią dobrą bazę pod budowę rozproszonych systemów sterowania. Seria RSTi-EP oferuje nie tylko zróżnicowane układy wejść/wyjść, ale również moduły komunikacyjne, a także interfejsy. Fakt ten stwarza dodatkowe możliwości przy projektowaniu rozbudowanych sieci komunikacyjnych.

Podstawą do budowania rozproszonych systemów opartych o Emerson RSTi-EP są interfejsy komunikacyjne. Wyspy te mogą występować w różnych standardach i protokołach komunikacyjnych, takich jak:

• Profinet – EPXPNS001
• EtherCat – EPXETC001
• Profibus DP– EPXPBS001
• Modbus TCP/IP – EPXMBE001

Interfejsy występują zatem w najpopularniejszych wariantach standardów i protokołów komunikacyjnych. Część z nich poznałeś/aś przy okazji CPE 100, oto pozostałe warianty:

• EtherCat – tę komunikację charakteryzuje przede wszystkim brak pakietów danych. Komunikacja opiera się na telegramach, które składają się z datagramów przypisanych do poszczególnych zadań logicznych. Zadania logiczne z kolei przypisane są do konkretnych urządzeń podłączonych w sieci.
• Profibus DP – jest to specjalna wersja protokołu komunikacyjnego Profibus przeznaczonego do komunikacji sterowników z modułami rozproszonych wejść/wyjść. W komunikacji tej sterownik w sposób ciągły odpytuje podłączone urządzenia o aktualny stan wyjść oraz wejść. Dzięki swojej prostej konstrukcji jest bardzo szybki i niezawodny, przez co znalazł szerokie zastosowanie w sieciach przemysłowych.

 

Współpraca CPE100 oraz RSTi-EP
Analizując powyższe, można łatwo wywnioskować jakich protokołów użyć, aby skomunikować CPE100 i RSTi-EP ze sobą. Urządzenia te mogą ze sobą bezpośrednio współpracować w ramach sieci Profinet lub Modbus TCP/IP.

Skoro zostały już przedstawione ważne informacje teoretyczne na temat możliwości komunikacyjnych RSTi-EP oraz CPE100, przejdźmy do części bardziej praktycznej.

Dowiesz się, jak fizycznie skonfigurować te urządzenia, aby mogły ze sobą współpracować. Najbardziej rozpowszechnionym sposobem komunikacji RSTi-EP oraz CPE100 jest komunikacja Profinet, dlatego też poznasz ją dokładniej.

 

Konfiguracja komunikacji w programie Machine Edition
Uruchom program PAC Machine Edition, otwórz pusty projekt, a następnie drzewko projektu dla jednostki CPE100.

W gałęzi Hardware Configuration, głównego drzewa konfiguracyjnego, otwórz kontroler i kliknij lewym przyciskiem myszy na port PROFINET.

 

 Następnie przejdź do okna Inspector, w którym ustawisz Device Name, a także adres IP dla portu. Pamiętaj, że ten adres IP musi mieć wspólną podsieć wraz ze wszystkimi podłączonymi urządzeniami w ramach sieci Profinet. W tym przypadku pozostaw domyślną opcję.

 

 Kolejno wróć do drzewka projektu i kliknij prawym przyciskiem myszy na porcie PROFINET, a następnie wybierz opcję Add IO-Device.

 

 W wyniku powyższej akcji pojawi się okno PROFINET Device Catalog. Z listy wybierz konkretne urządzenie. W tym przypadku będzie to interfejs komunikacyjny Profinet RSTi-EPXPNS001.

 

 

To tylko część artykułu. Czytaj dalej TUTAJ na Poradniku Automatyka.